Phương Pháp Đánh Giá Xu Thế Biến Đổi Các Yếu Tố Khí Hậu

như vậy, công tác khảo sát thực địa được tiến hành thành 2 đợt. Đợt khảo sát thứ nhất (khảo sát diện) chủ yếu thu thập các tài liệu từ các cơ quan quản lý nhà nước về tình trạng tuyến đường, các hiện tượng hư hỏng chính trên tuyến, các giải pháp đã được áp dụng để xử lý các hư hỏng trên tuyến và sơ bộ khảo sát toàn tuyến đường để sơ bộ xác định các vị trí đễ bị tổn thương. Đợt khảo sát thứ 2 (khảo sát điểm) sẽ khảo sát cụ thể các vị trí được xác định ở bước trước và được cho là có nguy cơ cao chịu tác động của BĐKH.

5.2.3. Phương pháp đánh giá xu thế biến đổi các yếu tố khí hậu

Thông thường xu thế biến đổi của một chuỗi thời gian được đánh giá thông qua phương trình hồi qui tuyến tính biểu thị sự phụ thuộc của yếu tố hoặc hiện tượng được xét (X) vào thời gian (t): X = a0 + a1t, trong đó a0 là hệ số cắt và a1 là hệ số góc. Trong nghiên cứu BĐKH, các thành phần kế cận của chuỗi thời gian thường cách nhau một năm, do đó đơn vị của t là năm. Dấu của hệ số góc a1 cho biết chuỗi có xu thế tăng (a1>0) hoặc giảm (a1<0). Để có kết luận chắc chắn về xu thế của chuỗi cần tiến hành kiểm nghiệm độ rò rệt của hệ số góc a1 [Phạm Văn Cự và nnk, 2011]. Đối với luận văn này sử dụng chuỗi số liệu thống kê trong 20 năm gần đây của 10 trạm khí tượng thủy văn khu vực Miền Trung để xác định xu thế biến đổi các yếu tố nhiệt độ, lượng mưa, mực nước dâng tại các khu vực mà tuyến đường đi qua.

5.2.4. Phương pháp đánh giá mức độ biến đổi các yếu tố khí hậu

Mức độ biến đổi là sự biến đổi mạnh hay yếu, nhiều hay ít, càng ngày càng tăng hay giảm, tính biến động của sự biến đổi. Mức độ biến đổi có thể được đánh giá qua tốc độ tăng, giảm qua từng thời kỳ, tính biến động qua từng thời kỳ hoặc xu thế tăng giảm qua từng thời kỳ, sự biến đổi về biên độ dao động, hoặc sự gia tăng hay giảm đi của các dao động ngẫu nhiên. Mức độ biến đổi tuyến tính có thể được xác định bởi hệ số góc của phương trình xu thế. Trị số tuyệt đối của hệ số góc a1 của phương trình xu thế càng lớn mức độ biến đổi càng lớn và ngược lại [Phạm Văn Cự và nnk, 2011].

5.2.5. Phương pháp đánh giá tính chất biến đổi các yếu tố khí hậu

Tính chất biến đổi có thể được xem xét từ nhiều góc độ khác nhau. Nếu quan tâm đến sự lặp lại của hiện tượng hoặc trị số xác định của yếu tố thì việc khảo sát tính chất biến đổi là xem xét tính dao động chu kỳ của chuỗi. Nếu quan tâm đến tính biến động của yếu tố hoặc hiện tượng thì tính chất biến đổi là sự biến đổi của độ lệch chuẩn, của biên độ, hoặc của hệ số biến thiên.

Sự biến đổi của các cực trị tuyệt đối trong từng thời đoạn có thể được xem là biểu hiện của mức độ và tính chất biến đổi. Ở một chừng mực nhất định, các trị số này phản ánh tác động của biến đổi toàn cầu đến sự biến đổi của khí hậu địa phương và khu vực. Chẳng hạn, đối với nhiệt độ, nếu xu thế chung của nhiệt độ trung bình là tăng, nhưng sự tăng của nhiệt độ cực tiểu lớn hơn sự tăng của nhiệt độ cực đại, khi đó biên độ trung bình của nhiệt độ sẽ giảm. Tuy nhiên vẫn có thể xảy ra tình huống trong chuỗi số liệu nhiệt độ cực tiểu, giá trị cực tiểu tuyệt đối của những thời đoạn sau nhỏ hơn các thời đoạn trước. Như vậy tính biến động của nhiệt độ cực tiểu sẽ tăng lên theo thời gian [Phạm Văn Cự và nnk, 2011].

6. Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm những phần chính như sau:

Phần mở đầu: Tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu, đối tượng, phạm vi và ý nghĩa của đề tài

Chương 1: Cơ sở lý luận và Tổng quan

Chương 2: Khái quát về đặc trưng của địa bàn nghiên cứu Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận

Kết luận và khuyến nghị

1.1. Cơ sở lý luận

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ TỔNG QUAN

1.1.1 Những khái niệm về BĐKH

- Biến đổi khí hậu (climate change)

Trong những năm qua nhiều nơi trên thế giới đã phải chịu nhiều thiên tai nguy hiểm như bão lớn, nắng nóng dữ dội, lũ lụt, hạn hán và khí hậu khắc nghiệt gây thiệt hại lớn về tính mạng con người và vật chất. Đặc biệt ngày 13/11/ 2013, WMO đã công bố báo cáo thống kê các hiện tượng thời tiết cực đoan năm 2013 trong đó kết luận năm nay là năm nóng nhất kể từ năm 1850; mực nước biển dâng trung bình là 3,2mm mỗi năm, cao gấp đôi so với năm 1993.

BĐKH sự thay đổi của khí hậu được quy trực tiếp hay gián tiếp là do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và đóng góp thêm vào sự biến động khí hậu tự nhiên trong các thời gian có thể so sánh được [Công ước khí hậu - UNFCCC, 1992].

BĐKH là sự biến đổi về trạng thái của hệ thống khí hậu, có thể được nhận biết qua sự biến đổi về trung bình và biến động của các thuộc tính của nó, được duy trì trong một thời gian dài, điển hình là hàng thập kỷ hoặc dài hơn. BĐKH có thể do các quá trình tự nhiên bên trong hệ thống khí hậu hoặc do tác động thường xuyên của con người, đặc biệt tăng hiệu ứng nhà kính làm thay đổi thành phần cấu tạo của khí quyển [IPCC, 2007].

Biến đổi khí hậu còn được quan niệm là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình hoặc dao động của khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài, thường là vài thập kỷ hoặc dài hơn (Bộ TN&MT, 2008).

- Kịch bản (scenario) Biến đổi khí hậu

Kịch bản BĐKH còn được định ngĩa là “giả định có cơ sở khoa học và tính tin cậy về sự tiến triển trong tương lai của các mối quan hệ giữa kinh tế, xã hội, phát thải khí nhà kính, biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng” (Bộ TN&MT, 2008).

- Tính dễ bị tổn thương (vulnerability)

Tính dễ bị tổn thương là mức độ mà BĐKH có thể gây tổn hại hay bất lợi cho hệ thống; khi đó tính dễ bị tổn thương không chỉ phụ thuộc vào độ nhạy của hệ thống mà còn phụ thuộc vào khả năng thích ứng của cộng đồng với điều kiện khí hậu mới. Định nghĩa này bao gồm sự lộ diện, tính nhạy, khả năng phục hồi của hệ thống để chống lại các mối nguy hiểm do ảnh hưởng của BĐKH [IPCC, 1996].

- Ứng phó (response) với biến đổi khí hậu

Ứng phó với BĐKH là các hoạt động của con người nhằm thích ứng và giảm nhẹ BĐKH. Như vậy ứng phó với BĐKH gồm hai hợp phần chính là thích ứng với BĐKH và giảm nhẹ BĐKH.

Thích ứng (adaptation) với BĐKH là sự điều chỉnh hệ thống tự nhiên hoặc KT

- XH đối với hoàn cảnh hoặc môi trường thay đổi, nhằm mục đích giảm khả năng bị tổn thương do dao động và BĐKH hiện hữu hoặc tiềm tàng và tận dụng các cơ hội do nó mang lại.

Giảm nhẹ (mitigation) BĐKH là các hoạt động nhằm giảm mức độ hoặc cường độ phát thải KNK.

- Xây dựng năng lực (capacity building)

Xây dựng năng lực trong bối cảnh BĐKH là quá trình phát triển các kỹ năng công nghệ và những năng lực thể chế ở các nước đang phát triển và các nền kinh tế chuyển đổi để giúp họ có thể tham gia vào tất cả các lĩnh vực: thích ứng, giảm nhẹ và nghiên cứu về BĐKH nhằm thực hiện Công ước Khung của Liên Hợp Quốc về BĐKH (UNFCCC) và Nghị định thư Kyoto (KP) [Trương Quang Học, 2011].

1.1.2 Tính hệ thống và liên ngành của nghiên cứu và triển khai về BĐKH

BĐKH mà trước hết là sự nóng lên toàn cầu có nguyên nhân là do các quá trình tự nhiên và sự tác động của con người. Trong quá khứ BĐKH là do các nguyên nhân tự nhiên. Hiện nay BĐKH có nguyên nhân là do hoạt động của con người.

Theo IPCC trong Báo cáo đánh giá lần thứ tư “sự nóng lên của hệ khí hậu là điều không còn phải hoài nghi” thì hàm lượng CO2 đến cuối thế kỷ 21 có thể vượt quá những gì đã từng xảy ra trên hành tinh chúng ta trong hàng chục triệu năm qua [IPCC, 2007].

BĐKH tác động lên tất cả các thành phần môi trường bao gồm cả các lĩnh vực của môi trường tự nhiên, môi trường xã hội và sức khỏe con người trên phạm vi toàn cầu. Tuy nhiên, mức độ tác động của BĐKH có khác nhau: nghiêm trọng ở các vùng có vĩ độ cao và ít hơn tại các vùng khác, sẽ lớn hơn ở các nước nhiệt đới, nhất là các nước đang phát triển công nghiệp nhanh ở châu Á. Trong đó, những người nghèo, những người ít góp phần gây ra BĐKH nhất thì lại phải chịu những thiệt hại sớm nhất và nghiêm trọng nhất về phát triển con người do BĐKH gây ra (Crutzen, 2005).

Theo báo cáo tổng hợp “Biến đổi khí hậu 2001” của IPCC, chiến lược giảm nhẹ BĐKH cũng như chiến lược thích ứng đều là hợp phần của chính sách ứng phó với BĐKH. Do đó, nghiên cứu đánh giá tác động của BĐKH, nguy cơ tổn thương nhằm có giải pháp ứng phó kịp thời là rất cần thiết. Để thích ứng với BĐKH trước hết phải xác định được tác động của BĐKH sẽ gây ảnh hưởng như thế nào đối với từng đối tượng cụ thể cho từng địa phương cụ thể. Việc xác định nguyên nhân và đối tượng càng chính xác bao nhiêu thì công tác ứng phó với BĐKH (nhằm thích ứng và giảm nhẹ BĐKH) càng hiệu quả bấy nhiêu.

BĐKH, tác động và ứng phó với nó là một quá trình phức tạp và được chia thành 7 pha kế tiếp nhau bao gồm: i) Pha 1: Hoạt động KT - XH và phát thải KNK; Pha 2: Chu kỳ cácbon và nồng độ KNK trong khí quyển; Pha 3: Sự ấm lên toàn cầu/BĐKH; Pha 4: Tác động của BĐKH tới các hệ sinh thái (HST) và xã hội; Pha 5: Thích ứng với BĐKH; Pha 6: Giảm nhẹ BĐKH; và Pha 7: Thay đổi hệ thống xã hội và lối sống [IPCC, 2007, 2011].

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 156 trang tài liệu này.

Hình 1.1. Sơ đồ mối tương tác của BĐKH và các hợp phần của hệ sinh thái-nhân văn(A); và Khung các vấn đề của BĐKH (B)

Nguồn: IPCC, 2007

Vì vậy, nghiên cứu - triển khai về BĐKH cần phải có tính hệ thống và liên ngành nhằm hướng tới ba mục tiêu chính: Một là, đánh giá BĐKH cả về bản chất, nguyên nhân và cơ chế vật lý; Hai là, đánh giá tác động của BĐKH, tính dễ bị tổn thương do BĐKH và đề xuất các giải pháp thích ứng và; Ba là, đề xuất kế hoạch hành động nhằm giảm thiểu BĐKH. Ba nhiệm vụ này là một quá trình logic không đồng thời và phải được thực hiện một cách tuần tự.

Ở quy mô ngành GTVT, BĐKH và NBD đã có những tác động tiêu cực đến nhiều lĩnh vực tự nhiên, kinh tế, xã hội, môi trường không chỉ trong phạm vi các tuyến đường mà ảnh hưởng tới cả khu vực. Luận văn này thực hiện với mục đích làm rò được vấn đề khí hậu đã và sẽ biến đổi như thế nào, từ đó đánh giá được tác động của BĐKH làm cơ sở cho việc đề xuất kế hoạch thích ứng với BĐKH và giảm nhẹ BĐKH góp phần xây dựng các tuyến quốc lộ hướng tới mục tiêu phát triển bền vững.

1.2. Tổng quan tài liệu

1.2.1. Nghiên cứu trên thế giới

BĐKH đã có một lịch sử nghiên cứu tương đối dài, từ những thập kỷ đầu của thế kỷ 18: năm 1824, nhà vật lý học người Pháp Joseph Fourier đã miêu tả hiện

tượng “hiệu ứng nhà kính”; năm 1896, nhà hóa học người Thụy Điển, Svante Arhenius đã kết luận rằng sự đốt cháy nhiên liệu hóa thạch sẽ làm tăng hiệu ứng nhà kính và gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu [ Trương Quang Học – chủ biên, 2011].

Kể từ năm 1990 trở lại đây, trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về tác động của BĐKH đối với mọi mặt của tự nhiên, xã hội. Đối với ngành GTVT đường bộ, một số nghiên cứu về tác động của BĐKH bao gồm:

Galbraith, Price và Shackman (2005) trong công trình nghiên cứu giai đoạn 2 của Scotland về các sự kiện thời tiết cực đoan đã xảy ra và việc đưa chúng vào công tác thiết kế, khai thác mạng lưới đường bộ “Scottish road network climate change study” đã nghiên cứu các tác động của BĐKH với các kịch bản cho các năm 2020, 2050, 2080 cho GTVT tại Scotland, đề xuất các giải pháp về thiết kế, khai thác và chính sách thích ứng.

Willson (2009) trong công trình “The effect of Climate change on 3 counties alliance partnership (3CAP) highway network policies and standards” đã nghiên cứu đánh giá tác động của BĐKH và đề ra các chính sách, tiêu chuẩn thích ứng cho mạng lưới đường cao tốc của ba thành phố thuộc Vương quốc Anh (Derrby, Leicester, Nottingham).

Ban nghiên cứu GTVT Anh (2011) trong tác phẩm “Adapting transportation to the impacts of climate change” đã nghiên cứu tổng quan về thích ứng của ngành GTVT đối với các tác động của BĐKH tại Vương quốc Anh. Tài liệu đưa ra các điển hình về rủi ro và dễ bị tổn thương, các vấn đề phải đối mặt của của các cơ quan quản lý nhà nước trong việc quy hoạch GTVT, đô thị trước tác động của BĐKH.

Maunsell (2008) với báo cáo “Impact of climate change on Australia’s road and bridge infrastructure”: đã đề ra 7 kịch bản BĐKH và tác động của chúng tới hệ thống cơ sở hạ tầng cầu đường bộ Australia. Báo cáo cũng chỉ ra cơ hội và giải pháp thích ứng với BĐKH.

Kinsella và McGuire (2008) trong công trình “Climate change uncertainty and the state highway network: A moving target” đã chỉ ra các tác động tiềm tàng của BĐKH đối với quy hoạch, xây dựng và duy trì mạng lưới đường cao tốc New

Zealand; đưa ra ba giải pháp thích ứng thông qua sàng lọc cho các tuyến đường là giải pháp không làm gì cả, giải pháp tăng cường khả năng chống chịu cho các công trình (cầu, cống) cho các BĐKH trong tương lai, giải pháp xây dựng mới các công trình GTVT đã xem xét các yếu tố BĐKH đến năm 2080.

Ban nghiên cứu GTVT Mỹ (2008) trong công trình “Potential impacts of climate change on U.S. Transportation” đã nghiên cứu các tác động tiềm tàng của BĐKH đối với ngành GTVT Mỹ; các giải pháp thích ứng bao gồm giải pháp tăng cường năng lực ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan; giải pháp cảnh báo sớm bằng công nghệ và chương trình quan trắc; giải pháp chia sẻ kinh nghiệm đã thực hiện; giải pháp thay đổi thiết kế; giải pháp về kế hoạch vận tải và sử dụng đât; giải pháp mua bảo hiểm; giải pháp về chính sách, phương thức vận tải mới.

Hiệp hội GTVT Mỹ (2008) trong công trình “Primer on transportation and climate change” đã giới thiệu kiến thức về BĐKH, các chính sách về BĐKH, xu hướng phát thải KNK từ GTVT, giải pháp giảm thiểu KNK do hoạt động GTVT và các vấn đề cần nghiên cứu khác để thích ứng với BĐKH.

Hamlet (2012) trong công trình “Impacts of Climate Variability and Climate Change on Transportation Systems and Infrastructure in the Pacific Northwest” đã nghiên cứu các hiện tượng thời tiết cực đoan; đưa các số liệu thống kê trong lịch sử, các tổn thất tài chính do các hiện tượng thời tiết cực đoan gây ra nhằm minh chứng và khẳng định cần thiết phải có nghiên cứu tác động của BĐKH đến GTVT, đến cơ sở hạ tầng GTVT khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương.

Abhas, Bloch và Lamond trong công trình “Cities and Flooding, A guide to integrated urban flood risk management for the 21st century” đã hướng dẫn về Quản lý rủi ro lũ đô thị trong thế kỷ 21 bao gồm các nội dung: Khái niệm về lũ nguy hiểm, khái niệm về tác động của lũ lụt, tích hợp quả lý rủi ro bằng các giải pháp kết cấu, tích hợp quả lý rủi ro bằng các giải pháp phi kết cấu, đánh giá lựa chọn giải pháp và cuối cùng là thực hiện quản lý rủi ro tích hợp lũ lụt...

Tất cả các nghiên cứu, triển khai (R&D) trên phạm vi toàn cầu đã được tổng hợp trong 5 báo cáo của IPCC: